电动液压助力转向系统用BLDCM工作原理及控制策略
无刷直流(BLDC)电机的原理及正确的使用方法
最基本的电机是“DC电机（有刷电机）”。
在磁场中放置线圈，通过流动的电流，线圈会被一侧的磁极排斥，同时被另一侧磁极所吸引，在这种作用下不断旋转。
在旋转过程中令通向线圈中的电流反向流动，使其持续旋转。
电机中有个叫"换向器"的部分是靠"电刷"供电的，"电刷"的位置在"转向器"上方，随着旋转不断移动。
通过改变电刷的位置，可使电流方向发生变化。
换向器和电刷是DC电机的旋转所不可或缺的结构（图一）。
图一：DC电机（有刷电机）意图。
换向器切换线圈中电流的流向，反转磁极的方向，使其始终向右旋转。
电刷向与轴一同旋转的换向器供电。
活跃于多个领域的电机我们按电源种类和转动原理对电机进行了分类（图2）。
让我们来简单看看各类电机的特点和用途吧。
图2：电机的主要类型构造简单而又容易操控的DC电机（有刷电机）通常被用在家电产品的“光盘托盘的开闭”等用途上。
或用在汽车的“电动后视镜的开闭、方向控制”等用途上。
虽然它既廉价又能用在多个领域上，但它也有缺陷。
由于换向器会和电刷接触，它的寿命很短，必须定期更换电刷或保修。
步进电机会随着向其发出的电脉冲数旋转。
它的运动量取决于向其发出的电脉冲数，因此适用于位置调整。
在家庭中通常被用于“传真机和打印机的送纸”等。
由于传真机的送纸步骤取决于规格（刻纹、细致度），因此随着电脉冲数旋转的步进电机非常便于使用。
很容易解决信号一旦停止机器就会暂时停止的问题。
旋转数随电源频率变化的同步电机被用于“微波炉的旋转桌”等用途上。
电机组里有齿轮减速器，可以得到适合加热食品的旋转数。
感应电机也受电源频率的影响，但频率和旋转数不一致。
以前这类AC电机被用在风扇或洗衣机上。
由此可见，各式各样的电机活跃于多个领域。
其中，BLDC电机（无刷电机）具有怎样的特点才会用途如此之广呢？BLDC电机是如何旋转的？BLDC电机中的“BL”意为“无刷”，就是DC电机（有刷电机）中的“电刷”没有了。
电动助力转向系统BLDC电机控制模块设计
电动助力转向系统BLDC电机控制模块设计摘要由于电动助力转向(EPS)系统具有高性能、高效率、低成本、节能环保等优点，随着汽车电子技术的发展,电动助力转向技术逐渐取代传统的液压助力转向(HPS),成为转向助力技术的主流。
目前，EPS 的助力电机多采用传统的永磁直流电机，直流电机所用电刷产生的机械摩擦，带来了噪声、火花、电磁干扰以及寿命短等致命弱点，降低了 EPS 的可靠性和安全性能。
因此，开发一种新型的、适应于 EPS 的驱动电机—无刷直流电机，对提高 EPS 的性能具有重要意义。
本文在详细了解EPS系统性能要求和工作原理的基础上,对各种已有的EPS助力电机进行了总结和比较。
对比结果表明,无刷直流电机(BLDC)凭借其显著的优点,成为EPS助力电机的较优选择。
本文研究开发了 EPS 用无刷直流电机控制系统，论文的主要工作有：1）分析了无刷直流电机的结构、工作原理。
并从电磁因素、电流换向、齿槽因素、电枢反应机械工艺等方面分析和研究了造成转矩脉动的原因，提出了改进措施。
2）构建了以Microchip公司的dsPIC33FJ12MC202微处理器作为控制核心的无刷直流机控制系统,设计了系统的硬件电路,编写调试了相应的控制程序,设计了无刷直流电机的控制系统。
实验表明：无刷直流电机体积小、出力大、机械特性好，是 EPS 的理想驱动电机。
开发的无刷直流电机控制器成本低廉，性能可靠，符合 EPS 助力平顺、方便操纵、实时性高的要求，为后续的研究工作提供了良好的开发、测试平台。
关键词：电动助力转向；无刷直流电机；dsPIC33FJ12MC202；控制系统AbstractAs the electric power steering (EPS) system with high performance, high efficiency, low cost , energy saving , etc., with the development of automotive electronics technology, electric power steering technology is gradually replacing the traditionalhydraulic power steering (HPS), became steering technology mainstream .Currently , EPS booster motors use more conventional permanent magnet DC motors, DC motors brush mechanical friction , bringing noise , sparks , electromagnetic interference , and short life fatal weakness , reducing the reliability and security of EPS performance . Therefore , the development of a novel , adapted EPS drive motor - brushless DC motor, to improve the EPS performance is important.In this paper, a detailed understanding of the EPS system performance requirements and works on the basis of various existing EPS booster motors were summarized and compared. Comparative results show that the brushless DC motor (BLDC) With its significant advantages to become the optimum choice EPS booster motor. In this paper, the research and development of EPS Brushless DC motor control system , the paper's main tasks are:1 ) analyzes the structure of brushless DC motor works. From electromagnetic factors , current commutation , alveolar factors , technology and other aspects of mechanical armature reaction analysis and study of the causes of torque ripple , the proposed improvements.2 ) constructed with Microchip 's dsPIC33FJ12MC202 microprocessor as the core control brushless DC motor control system , the hardware circuit design , write and debug the corresponding control procedures designed brushless DC motor control system .Experimental results show that : the brushless DC motor , small size , large output , good mechanical properties, is ideal for EPS drive motor . Low cost brushless DC motor controller developed , reliable performance , in line with EPS power smooth , easy manipulation, high real-time requirements, providing a good development for subsequent studies , the test platform.Keywords :electric power steering ; brushless DC motor ; dsPIC33FJ12MC202; Control System目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (4)1. 1 引言 (4)1. 2 课题研究的目的和意义 (4)1. 3 电动助力转向系统的发展历程和研究现状 (6)1. 4 EPS系统原理 (7)1. 5 EPS用助力电机概述 (8)1. 6 无刷直流电动机概述 (10)1. 7 课题研究的主要内容 (12)第二章 EPS用永磁无刷直流电动机的设计 (12)2. 1 电机结构型式的选择 (12)2. 2 永磁无刷直流电动机的设计概述 (15)2. 3 电磁负荷和电机主要尺寸 (16)2. 4 样机的主要参数 (17)2. 5 本章小结 (18)第三章EPS用无刷直流电动机控制系统的设计 (18)3. 1EPS控制系统概述 (18)3. 2 无刷直流电机控制系统的设计 (21)3. 3主控电路 (23)3. 4功率及驱动电路 (28)3. 5控制系统软件设计 (31)3. 6 硬件电路及实验结果 (33)3. 7 本章小结 (34)结论 (35)参考文献（References） (36)致谢 (37)第一章绪论1.1 引言汽车转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性，对于确保车辆的安全行驶，减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全，改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。
BLDC电动机本体设计及控制原理(详细版)
BLDC电动机本体设计及控制原理(详细版)一、引言直流无刷电动机（Brushless DC Motor，BLDC）是近年来研究与应用领域日益扩大的电机类型。
它具有高效率、高转矩、低噪音、长使用寿命等优点，广泛应用于电动汽车、航空航天、家用电器、微型机器人等领域。
本文主要论述BLDC电动机本体设计及控制原理。
二、BLDC电动机结构及工作原理BLDC电动机主要由转子、定子、传感器、电路控制系统等部分组成。
1. 转子转子是BLDC电动机的核心部分，主要由磁铁和轴组成。
磁铁通常采用强磁性永磁体，由于磁阻较小、磁延迟性小，因此稳定性好，容易控制。
轴材料通常为钢铁材料，既满足强度要求，又具备较高的刚度。
转子采用永磁体的励磁方式，可以降低电机的故障率。
2. 定子定子是BLDC电动机的外部部分，主要由铁芯和绕组组成。
定子铁芯通常由硅钢片穿插叠压而成，目的是避免铁芯中涡流的损耗。
绕组则由若干个线圈组成，其数量与定子极数有关。
3. 传感器传感器主要包括霍尔元件和编码器。
霍尔元件主要用于检测转子磁极位置，编码器用于检测转子具体位置。
这些传感器输出的信号可以通过控制器计算得到电机的精确位置和转速。
4. 电路控制系统电路控制系统主要由驱动电路和控制器组成。
由于BLDC电机是三相交流电机，因此需要采用三相桥式电路进行驱动。
这种电路可以通过PWM技术实现精确的电机控制。
BLDC电动机的工作原理是依靠磁场作用产生电动力矩，具体而言，是依靠定子电流的旋转磁场作用与永磁体产生相互作用力而产生电动力矩的。
BLDC电机通过不断改变定子电流方向和大小来控制电机的转速和方向。
三、BLDC电动机控制原理1. 电机转速控制为了实现BLDC电动机的精确控制，需要对电机的转速进行控制。
一般采用PID控制算法对电机进行控制。
PID算法通过将实际转速与设定值进行比较，计算出误差，然后根据误差大小来调整控制电压的大小和方向。
这种方法可以有效地降低电机的振动和噪声，提高电机的精度和稳定性。
无刷直流电机运行原理与基本控制方法
无刷直流电机运行原理与基本控制方法无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDC）是一种采用电子换向器来实现转子绕组换向的直流电机。
相比传统的有刷直流电机，在控制系统和效率方面有很大的优势。
下面将详细介绍无刷直流电机的运行原理和基本控制方法。
运行原理：无刷直流电机的核心部件是转子，上面装有多个永磁体。
转子内的绕组通过电子换向器将电流应用到绕组上，从而产生旋转力。
电子换向器根据传感器反馈的位置信息，控制电流的输入，实现转子绕组的换向。
无刷直流电机根据电子换向器的类型可以分为传感器式和传感器无式两种。
传感器式无刷直流电机通过安装在转子上的霍尔传感器等位置传感器来监测转子位置，并将此信息反馈给电子换向器。
电子换向器根据转子位置信号，控制电机的相序和相电流，实现电机的转动。
传感器无式无刷直流电机则通过估计转子位置来进行控制，无需外部传感器。
在转子上安装的霍尔传感器被去除，由控制器利用电机的后电动势（back electromotive force, BEMF）信号来计算转子位置。
基本控制方法：1.电压控制：电压控制是最基本的控制方法，通过控制电压的大小和频率来改变电机的转速。
在电压控制模式下，电机的角速度和负载之间可通过非线性函数表达，反映了电机的特性。
这种控制方法简单易实现，适用于对转速要求不高的应用。
2.电流控制：电流控制是常用的无刷直流电机控制方法，通过控制电机的相电流大小和方向来实现转速和扭矩的控制。
电流控制可以实现电机的低速高扭矩输出，适用于需要精确控制扭矩输出的应用。
3.速度控制：速度控制是无刷直流电机常用的控制方法之一，通过控制电机绕组的电流来实现转速的控制。
在速度控制模式下，控制器根据转速反馈信号对电流进行调节，使电机保持设定的转速。
这种控制方法适用于需要稳定转速输出的应用。
除了以上三种基本控制方法外，还有一种称为“无刷伺服”（BLDS）的控制方法。
BLDS控制方法将电流控制和速度控制相结合，通过对电流和速度的双闭环控制，可以实现更高精度、更稳定的转速控制。
高效率BLDC无刷直流电机控制原理、控制设计计算方法及步骤(图文并茂详解)
高效率BLDC无刷直流电机控制原理、控制设计计算方法及步骤（图文并茂详解）一、空载时间插入与补充：1、大多数BLDC电机不需要互补的PWM、空载时间插入或空载时间补偿。
2、可能会要求这些特性的BLDC应用仅为高性能BLDC伺服电动机、正弦波激励式BLDC电机、无刷AC、或PC同步电机。
3、控制算法许多不同的控制算法都被用以提供对于BLDC电机的控制。
4、典型做法是，将功率晶体管用作线性稳压器来控制电机电压。
当驱动高功率电机时，这种方法并不实用。
5、高功率电机必须采用PWM控制，并要求一个微控制器来提供起动和控制功能。
二、BLDC无刷直流电机控制原理：1、无刷电机属于自换流型（自我方向转换），因此控制起来更加复杂。
2、BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向的转子位置和机制。
3、对于闭环速度控制，有两个附加要求，即对于转子速度或电机电流以及PWM信号进行测量，以控制电机速度以及功率。
4、BLDC电机可以根据应用要求采用边排列或中心排列PWM信号。
5、大多数应用仅要求速度变化操作，将采用6个独立的边排列PWM信号。
这就提供了最高的分辨率。
6、如果应用要求服务器定位、能耗制动或动力倒转，推荐使用补充的中心排列PWM信号。
7、为了感应转子位置，BLDC电机采用XXX效应传感器来提供绝对定位感应。
这就导致了更多线的使用和更高的成本。
无传感器BLDC控制省去了对于传感器的需要，而是采用电机的反电动势（电动势）来预测转子位置。
8、无传感器控制对于像风扇和水泵这样的低成本变速应用至关重要。
9、在采用BLDC电机时，冰箱和空调压缩机也需要无传感器控制。
三、BLDC高效率无刷直流电机控制算法方法及步骤：1、提供的三项功能：⑴、用于控制电机速度的PWM电压;⑵、用于对电机进整流换向的机制;⑶、利用反电动势或传感器来预测转子位置的方法;2、脉冲宽度调制仅用于将可变电压应用到电机绕组。
有效电压与PWM占空比成正比。
3、当得到适当的整流换向时，BLDC的扭矩速度特性与以下直流电机相同。
液压助力转向系统的工作原理
液压助力转向系统的工作原理
液压助力转向系统是一种用于汽车的转向系统，它通过液压力来辅助驾驶员转动方向盘。
其工作原理主要包括液压泵、液压缸和液压助力器。
首先，液压泵通过引擎带动，将机械能转化为液压能。
液压泵通过一根皮带和发动机连在一起，当发动机运转时，液压泵也开始工作。
液压泵在工作过程中会不断地吸入液压油，并将其压力增大后送至液压助力器。
液压助力器是液压助力转向系统中的核心组件。
它由液压缸和配重缸组成。
液压泵送来的高压液压油流经液压助力器，液压油的压力作用在液压缸上产生力，这个力会与车轮转向所需的力合成，从而减轻驾驶员转动方向盘的力量。
当驾驶员转动方向盘时，方向机会感应到这一动作，启动液压泵并向液压助力器供油。
液压助力器会根据驾驶员的转动力度，提供相应的液压力来辅助驾驶员转动方向盘。
这样，驾驶员就能够更轻松地进行转向操作。
总的来说，液压助力转向系统通过液压泵、液压助力器等组件，利用液压力的作用，减轻驾驶员转动方向盘的力量，使得转向更为轻便灵活，提高了驾驶的操控性和舒适性。
无位置传感器BLDC电机在电动助力转向系统中的应用
长 春 工 业 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｇ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃ ０ ｏ ０ ｙ Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ｉｉｎ） ｏ ｒ ａ ｏ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｎ １ ｇ （ ｔ ｒ ｌＳ ｉｎ ｅ Ｅｄ ｔ ｏ
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以实现最 佳 的助力转 向控制 。
收 稿 日期 ： ０ ９ ｌ － ５ ２ ０ 一 ２０ 作 者 简 介 ： 文 举 （ ９ ３ ） 男 ， 族 ， 南 商 丘 人 ， 春 工 业 大 学 硕 士 研 究 生 ， 要 从 事 电 力 电 子 与 电力 传 动 方 向 研 究 ， — ｉ 刘 １８一 ， 汉 河 长 主 Ｅｍａｌ ：
ｌｕ ｉ
—
ｗ ｎｕ ｓｈ ．ｏ ｅｊ＠ ｏ ｕ ｔｍ． ＊联 系 人 ： 吕秀 江 （ ９ ２ ）男 ， 族 ， 林 长 春 人 ， 春 工业 大 学 教 授 ， 要 从 事 信 息 融 合 、 场 １５－ ， 汉 吉 长 主 现
总 线 和 智 能控 制 方 向研 究 ， — ｉ Ｉｘｕｉｎ ＠ ｍａｌｃｕ．ｄ ．ｎ Ｅ ｍａｌ ｖ ｉｊ ｇ ： ａ ｉ ｃｔｅ ｕ ｅ． ．
电动液压助力转向系统控制算法研究与实现
电动液压助力转向系统控制算法研究与实现随着近几年汽车行业的发展，汽车的操控性能是越来越受到重视，液压转向系统也开始被广泛应用。
电动液压助力转向系统（EPHS）是新一代汽车液压转向系统，它可以实现汽车的操控性能更优良，更高效，更安全。
由于EPHS具有多种功能，因此研究和实现电动液压助
力转向系统控制算法是一项复杂的工作，也是未来汽车开发的一个重要方向。
本文主要对电动液压助力转向系统控制算法进行研究与实现。
首先，本文针对EPHS系统结构特点，给出了系统控制算法的逻
辑架构。
在建立系统控制算法架构的基础上，针对EPHS的各个功能，提出了动态计算电动液压控制量的算法，并给出了控制量的实时计算公式，以及如何针对不同转向模式进行调整控制量等。
接下来，为了验证电动液压助力转向系统控制算法的有效性，实施了真实车辆仿真实验。
实验在实际道路上进行，实际的道路情况模拟出来，使得实验更加真实和准确。
实验结果表明，EPHS系统控制
算法对实际道路行驶时的操控性能有显著的改善，并且提升汽车的驾驶得分，证明EPHS控制算法计算量准确有效。
最后，本文还对EPHS控制算法的应用前景做出了展望，认为EPHS 控制算法可应用于汽车安全驾驶、汽车自动驾驶、低碳环保等领域，可以大大提高汽车的性能和安全性。
以上就是本文关于电动液压助力转向系统控制算法的研究与实
现的内容。
本文从EPHS系统结构特点，提出了系统控制算法的逻辑
架构，并详细阐述了电动液压转向系统控制算法计算量的动态计算公
式，更从实际车辆仿真实验中证明了EPHS系统控制算法的可行性和有效性，进一步验证了EPHS控制算法在汽车安全驾驶、汽车自动驾驶等领域的应用前景。
液压助力转向泵工作原理
液压助力转向泵工作原理
液压助力转向泵是一种用来提供液压助力的装置，用于降低转向系统的操作力，使驾驶员更轻松地操控转向。
其工作原理如下：
1. 液压助力转向泵通常由一个驱动轴和一个输出轴组成。
驱动轴由发动机的曲轴通过传动装置连接，输出轴与转向机构相连。
2. 在液压助力转向泵内部，有一个操纵阀和一个液压泵。
操纵阀根据驾驶员的转向操作，控制液压泵的工作。
3. 液压泵的工作原理类似于普通液压泵，通过转子或齿轮的旋转，产生液压能量。
液压泵内部有一个吸油室和一个压油室。
当转子或齿轮旋转时，吸油室会吸入液压油，压油室则会将液压油推送出去。
4. 当驾驶员转动方向盘时，操纵阀会控制液压泵的工作。
液压泵将液压油推送到转向机构中的液压缸或液压马达中。
液压油的压力会使液压缸或液压马达产生推力，从而协助转向。
5. 液压助力转向泵还配有一个压力控制阀，用于调节液压系统的压力。
当液压系统压力达到设定值时，压力控制阀会自动关闭液压泵的出口，避免过载。
总的来说，液压助力转向泵通过液压泵将液压能量转换为机械能量，从而提供液压助力，使转向操作更轻松。
电控液压助力转向系统组成和工作原理
电控液压助力转向系统组成和工作原理简介电控液压助力转向系统（EHPS）是现代汽车转向系统的重要部分，它结合了电子控制和液压动力，以提供更精确、更稳定的转向助力。
以下是电控液压助力转向系统的组成和工作原理的详细介绍。
一、组成电控液压助力转向系统主要由以下几个部分组成：1.转向柱：这是驾驶员操作转向的主要设备，转向柱上装有转向盘。
2.电动助力泵：该设备由电动机驱动，将油从储油罐中泵出，增加液压压力。
3.储油罐：储存液压油，同时保持液压系统的压力。
4.动力转向器：这是一个将液压能转化为机械能的装置，它利用阀控制液压油的流动，从而产生转向助力。
5.电子控制单元（ECU）：根据车速、方向盘转角等信息，控制电动助力泵的运转和提供转向助力的大小。
二、工作原理电控液压助力转向系统的工作原理可以概括为以下几点：1.电动助力泵：电动助力泵由电动机驱动，根据ECU的指令调整输出压力。
在低速时，电动机产生的助力较大，以增强转向性能；在高速时，电动机产生的助力较小，以保证稳定性。
2.液压回路：当驾驶员转动方向盘时，动力转向器中的阀会开启，使液压油流入助力缸中。
液压缸中的活塞受到液压力，推动转向柱和转向轮转动。
同时，液压回路中的单向阀确保液压油只能流向一个方向，防止回流。
3.电子控制单元：ECU根据车速、方向盘转角等信息，计算出合适的助力大小和方向。
它通过调节电动机的电流或电压，控制电动助力泵的输出压力，从而提供合适的助力。
此外，ECU还可以监控系统的运行状态，如有异常会立即采取措施。
4.反馈系统：在电控液压助力转向系统中，还设有反馈系统。
反馈系统通过传感器监测方向盘的转角和速度、车速等信息，将这些信息反馈给ECU。
ECU根据这些信息调整助力泵的工作状态，确保系统始终处于最佳工作状态。
5.液压油的循环：在系统中，液压油不断地在回油管路和助力缸之间循环流动。
回油管路中的温度传感器可以监测液压油的温度，防止过高或过低。
如果液压油的温度过高，系统会自动减少助力泵的工作时间，或者开启冷却系统降低温度。
电动助力转向系统的控制策略
电动助力转向系统的控制策略电动助力转向系统，听上去是不是很高大上？这个系统就像汽车的“神助攻”，帮助我们在开车的时候更加轻松，转向更自如。
想象一下，开车在大街上，轻轻一扭方向盘，车就像听话的小狗，乖乖转过去，真是爽歪歪呀！这种技术可不是随便发明的，它背后可是有一整套控制策略在撑腰。
首先说说这个系统是怎么工作的。
电动助力转向系统的核心是电机，听着就很厉害，对吧？电机根据你的驾驶习惯和路况，来调节助力的强度。
比如说，停车的时候，你转动方向盘的力度可能比高速行驶时要大得多，这时候电机就会“察言观色”，给你适当的助力，让你感觉就像在推开一扇轻便的门，轻松又自在。
而在高速上，系统又会自动减小助力，让你在高速转向时不至于觉得“飘”。
简直就是一个聪明的好帮手，谁不喜欢呢？在实际应用中，控制策略就像是一个厨师，调配各种“调料”，让整道菜更加美味。
这个厨师得根据不同的情况来调节，比如你在城市里跟小朋友一起遛弯，转弯的时候肯定得小心翼翼，不想让人家小朋友的球被撞飞了。
电动助力转向系统会自动感知这些，帮你在不同的速度和转向角度下调节助力。
这种灵活性，真是让人赞叹。
再说说这个系统的好处，真是多得数不过来。
驾驶体验那是没得说，轻松自在，像是在骑一匹听话的马。
因为它的助力调节很智能，驾驶员就能集中精力在路况上，不用担心转向的问题，安全感倍增。
这就像是开车时旁边多了一位体贴的朋友，随时给你加油打气，嘿，真不错！电动助力转向系统比传统的液压系统轻得多，车子整体的重量减轻，油耗自然就下降，简直是一举多得。
就像你减肥成功，轻松走路，体重轻了，心情也跟着好起来。
这样一来，不仅节省了燃油成本，还能为环保贡献一份力量，真是为社会添砖加瓦，义不容辞。
不过，咱们得知道，这种系统也不是没有挑战的。
比如，电机的可靠性就很重要，要是中途罢工，那可就尴尬了。
在极端天气情况下，比如冰雪路面，这套系统的表现可能会受到影响。
就好像你在滑冰的时候，一不小心摔倒，真是心塞。
电子液压助力 原理
电子液压助力原理
电子液压助力是一种车辆操控辅助系统，利用电子技术和液压装置相结合，为驾驶员提供额外的力量和操控反馈。
其原理是通过传感器感知车辆行驶状态，将信号传输给电控单元，再通过电控单元控制液压泵、液压马达等液压元件，实现对转向系统的辅助控制。
具体来说，当驾驶员转动方向盘时，传感器会感知到方向盘的转动角度和速度，并将这些信号传输给电控单元。
电控单元会根据这些信号进行计算和分析，确定所需的液压助力力量和方向。
然后，电控单元会通过控制阀门和液压泵来调节液压系统的工作状态，将所需的液压力量传递到液压马达或液压缸中。
液压马达受到液压力量的作用，会转动转向齿轮或传动杆，从而实现车辆转向。
同时，通过液压系统的工作状态调节，可以改变转向的力度和灵敏度，使驾驶员能够更轻松地驾驶车辆，同时获得更好的操控反馈。
总的来说，电子液压助力通过电子技术和液压系统的协调工作，为驾驶员提供了更轻松和精准的操控感受。
它可以根据驾驶员的需求和车辆行驶状态实时调节液压助力力量和方向，提高驾驶的舒适性和安全性。
BLDC电动机的大体原理和简单操纵
富士通半导体（上海）MCU-AN-500016-Z-12应用笔记F²MC-8FX 家族8 位微型操纵器MB95200 系列BLDC 电动机的大体原理和简单操纵应用笔记BLDC 电动机的大体原理和简单操纵 V1.1修改记录修改记录版本日期作者修改记录1.0 4/3/2020 Terry, Deng 初稿1.1 4/9/2020 Terry, Deng 依照文档反馈修改本手册包括11页。
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版权©2020 富士通半导体(上海)MCU-AN-500043-Z-11- 第2页目录目录修改记录 (2)目录 (3)1 概要 (4)2 BLDC电动机的大体原理 (5)2.1 BLDC 电动机的应用 (5)2.2 BLDC 结构 (6)3 BLDC的简单操纵 (7)3.1 简单的操纵原理 (7)3.2 系统结构 (8)4 更多信息 (10)5 附录 (11)第1 章概要1 概要本文档简单介绍了BLDC（无刷DC）电动机的大体原理和如何利用微操纵器对其进行控制。
该应用笔记要紧包括二个章节。
第二章介绍了BLDC 电动机的背景，包括应用领域和结构。
第三章介绍了一个简单的操纵原理并给出其操纵逻辑波形。
2 BLDC 电动机的大体原理本章介绍了BLDC 电动机的背景，包括应用领域和结构。
电动助力转向系统结构及工作原理
电动助力转向系统结构及工作原理嘿，伙计们！今天咱就来聊聊电动助力转向系统这个话题，它可是个相当有趣的东西哦！你有没有想过，为啥现在的车都有个小小的电子设备，就能让你轻轻松松地完成转弯呢？别着急，听我慢慢道来。
咱们得知道电动助力转向系统是干什么用的。
简单来说，它就是一个辅助设备，能让你在开车的时候更容易、更安全地完成转向。
想象一下，以前咱们用手去扭方向盘，手要用力，而且还得不停地转动，才能让车子转弯。
现在有了电动助力转向系统，你就不用那么费劲了，它会帮你分担一部分力量，让你轻松应对各种复杂的路况。
电动助力转向系统的结构其实挺简单的。
它主要由一个电机、一个传感器和一个控制器组成。
电机负责提供动力，传感器则负责检测车辆的转向角度和速度，控制器则是整个系统的大脑，负责根据传感器的数据来控制电机的工作。
这样一来，当你转动方向盘的时候，传感器就会检测到角度和速度的变化，然后把这些信息传递给控制器。
控制器会根据这些信息来判断你需要多大的力才能完成转向，然后再让电机提供相应的动力。
那么，电动助力转向系统的工作原理是怎样的呢？其实也很简单。
当你转动方向盘的时候，传感器会检测到角度和速度的变化。
然后，控制器会根据这些信息来判断你需要多大的力才能完成转向。
接下来，控制器会让电机提供相应的动力。
电机接收到控制器的指令后，就会开始工作。
它的转速会随着你转动方向盘的角度而变化，从而产生不同的力矩。
这样一来，你就不需要用太大的力气去转动方向盘了。
电动助力转向系统的优点还挺多的。
它可以让你在开车的时候更加轻松。
以前咱们用手去扭方向盘，手要用力，而且还得不停地转动，才能让车子转弯。
现在有了电动助力转向系统，你就不用那么费劲了，它会帮你分担一部分力量，让你轻松应对各种复杂的路况。
电动助力转向系统还可以提高驾驶的安全性能。
因为它可以减轻驾驶员的疲劳程度，所以在长时间驾驶的过程中，它可以有效地降低事故的发生率。
电动助力转向系统还可以节省能源。
轻型载货汽车电动助力转向系统的优化控制策略
轻型载货汽车电动助力转向系统的优化控制策略随着全球经济的发展和人们生活水平的提高，对于物流运输的需求也日益增长。
作为物流运输的主力军之一，轻型载货汽车具有灵活、高效的特点，得到了广泛应用。
然而，在行驶过程中，由于传统液压助力转向系统的使用，存在能耗大、油温过高等问题，给驾驶员和车辆的安全带来潜在风险。
针对这一问题，轻型载货汽车电动助力转向系统的优化控制策略应运而生。
一、电动助力转向系统的原理和优势电动助力转向系统是一种通过电机辅助转向的技术，相比于传统液压助力转向系统，具有以下优势：1. 能耗低：电动助力转向系统利用电能直接驱动转向，相比于液压助力系统的液体传动，能耗更低。
2. 体积小：电动助力转向系统体积小，更加紧凑，便于轻型载货汽车的布局和安装。
3. 响应速度快：电动助力转向系统响应速度快，可以更加敏锐地感知驾驶员的转向动作，提供更好的操控性能。
二、优化电动助力转向系统控制策略的必要性虽然电动助力转向系统具有诸多优势，但在实际应用中，仍然存在一些问题需要解决。
例如，对于传统电动助力转向系统来说，无论驾驶员的操作力大小，系统都会呈现出固定的助力特性，缺乏灵活性和适应性。
因此，优化电动助力转向系统的控制策略显得尤为必要。
三、基于模糊控制的优化策略针对电动助力转向系统的优化控制策略，可以采用模糊控制方法。
模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，能够适应不确定性和模糊性较强的系统。
在优化电动助力转向系统中，可以使用模糊控制器作为主控制器，实现对助力特性的优化调节。
根据驾驶员的转向动作，模糊控制器可以根据一系列设定的规则，对电动助力转向系统输出相应的助力信号，使得驾驶员能够得到更加精确、灵活的转向感受。
四、基于智能算法的优化策略除了模糊控制方法外，还可以运用其他智能算法进行电动助力转向系统的优化控制。
例如，可以采用神经网络算法，通过对大量的转向数据进行学习和训练，建立转向助力模型，实现对助力特性的智能化控制。
直流无刷马达驱动芯片的工作原理和应用
直流无刷马达驱动芯片的工作原理和应用直流无刷马达（BLDC）是一种高效、可靠且精确控制的电机，广泛应用于许多领域，如家电、工业设备、汽车行业等。
而驱动BLDC 电机的核心就是驱动芯片，它负责控制电机的转速和转向，并保证电机的稳定运行。
BLDC驱动芯片的工作原理主要包括三个方面：电压调节、电流控制和位置检测。
首先，电压调节通过PWM（脉宽调制）技术，将直流电源转换为需要的电压，并控制电机的转速。
其次，电流控制通过对电机的电流进行调节，保证电机的负载能够得到正确的供电，从而实现电机的转矩控制。
最后，位置检测通过传感器或者反馈信号，实时检测电机的转子位置，以便驱动芯片能够准确控制电机的转向。
BLDC驱动芯片的应用非常广泛。
在家电领域，它被广泛应用于空调、洗衣机、冰箱等电器中，可以实现高效、低噪音的运行。
在工业设备中，BLDC驱动芯片可以用于控制机械臂、自动化生产线等设备，提高生产效率和精度。
在汽车行业，BLDC驱动芯片被用于电动汽车、混合动力汽车等车辆中，实现高效、低能耗的驱动系统。
BLDC驱动芯片有许多优势。
首先，由于无刷电机没有刷子和换向器，因此具有更长的使用寿命和更低的维护成本。
其次，BLDC驱动芯片可以实现高效能的转换，提高能源利用率，减少能源浪费。
此外，BLDC驱动芯片具有响应速度快、控制精度高、噪音低等优点，适用于对转速和转向要求较高的场合。
在BLDC驱动芯片的选择和应用中，需要考虑多个因素。
首先，需要根据电机的功率和负载要求选择合适的驱动芯片，以保证电机的正常运行。
其次，需要考虑驱动芯片的保护功能，如过流保护、过热保护等，以确保电机的安全运行。
此外，还需要考虑驱动芯片的可编程性和兼容性，以便能够满足不同应用场景的需求。
BLDC驱动芯片是驱动直流无刷马达的关键组成部分，它通过电压调节、电流控制和位置检测等方式，实现对电机的精确控制。
BLDC 驱动芯片广泛应用于家电、工业设备、汽车行业等领域，具有高效、可靠、精确的特点。
简述电动助力转向系统的控制原理及控制策略。
简述电动助力转向系统的控制原理及控制策略。
电动助力转向系统是一种基于电机和电子控制器的转向装置，它可以增强驾驶员的操纵感觉，提高车辆的操控性和安全性。
其主要作用是在车辆转向时，通过电机控制系统向转向系统提供额外的扭矩，从而减轻驾驶员的操纵负担，使车辆更容易转向。
电动助力转向系统的控制原理主要包括以下几个方面：
1. 传感器测量：系统中的传感器可以感知车辆的转向角度、方向盘转动力矩、车速等参数，并将这些数据传递给电子控制器。
2. 控制算法：电子控制器根据传感器测量到的数据进行计算，判断车辆的行驶状态和驾驶员的意图，从而确定电动助力转向系统需要提供的扭矩大小和方向。
3. 电机控制：根据控制算法的输出，电子控制器控制电机输出相应的扭矩，使其作用于车辆转向系统，从而实现转向的辅助作用。
电动助力转向系统的控制策略主要有以下几种：
1. 扭矩反馈控制：根据方向盘转动的力矩大小和方向，电子控制器控制电机提供相应的扭矩，使其与驾驶员施加的力矩相平衡，从而减轻驾驶员的操纵负担。
2. 车速反馈控制：根据车速的变化，调整电动助力转向系统提供的扭矩大小和响应速度，使车辆在不同的行驶状态下都能保持稳定的操控性。
3. 转向角度反馈控制：根据车辆的转向角度，控制电动助力转向系统提供的扭矩大小和方向，使转向更加平滑和自然。
总之，电动助力转向系统的控制原理和控制策略是相互关联的，在实际应用过程中要根据车辆的实际情况和驾驶员的习惯，采用灵活的控制策略，使其发挥最大的作用。
电动液压助力转向系统用BLDCM工作原理及控制策略
电动液压助力转向系统用BLDCM 工作原理及控制策略文章编号：1001-3997（2010）03-0262-02【摘要】电动液压助力转向系统（EHPS ）将传统液压助力转向系统（HPS ）中的液压泵改为由变成单独的电机驱动，并根据不同车速和转向盘转速控制等级转速，从而提供可变的转向助力，同时在一定程度上节省了能源的消耗。
对POLO 轿车装备的EHPS 系统的电流无刷电机工作原理进行深入分析，并针对该电机设计控制器及制定相应控制策略，实现对电机转速的控制。
关键词：电动液压助力转向；直流无刷电机；电机控制【Abstract 】The Electro-hydraulic Power Steering System （EHPS ）drives a hydraulic pump with a sep －arate motor ，in contrast to the traditional Hydraulic Power Steering System （HPS ）doing so by the engine.In this way ，EHPS shall be able to provide alterable steering force according to different vehicle speeds and steering wheel ratatioanl speeds ，and to save energy in a more effective way.It mainly discusses the Basic Principle and Control Strategy of the Brushless Direct Current （BLDC ）Motor Used in the Electro-hydraulic Power Steering system from POLO ，and designs an ECU with control strategy to control the motor.Key words ：EHPS ；BLDC motor ；Motor control1引言传统的液压助力转向系统（HPS ）通过汽车发动机带动液压泵以提供转向助力，因此无论驾驶员是否进行转向操作，只要发动机在运转，HPS 都处于工作状态，造成了不必要的能源浪费。
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电动液压助力转向系统用BLDCM 工作原理及控制策略文章编号：1001-3997（2010）03-0262-02【摘要】电动液压助力转向系统（EHPS ）将传统液压助力转向系统（HPS ）中的液压泵改为由变成单独的电机驱动，并根据不同车速和转向盘转速控制等级转速，从而提供可变的转向助力，同时在一定程度上节省了能源的消耗。
对POLO 轿车装备的EHPS 系统的电流无刷电机工作原理进行深入分析，并针对该电机设计控制器及制定相应控制策略，实现对电机转速的控制。
关键词：电动液压助力转向；直流无刷电机；电机控制【Abstract 】The Electro-hydraulic Power Steering System （EHPS ）drives a hydraulic pump with a sep －arate motor ，in contrast to the traditional Hydraulic Power Steering System （HPS ）doing so by the engine.In this way ，EHPS shall be able to provide alterable steering force according to different vehicle speeds and steering wheel ratatioanl speeds ，and to save energy in a more effective way.It mainly discusses the Basic Principle and Control Strategy of the Brushless Direct Current （BLDC ）Motor Used in the Electro-hydraulic Power Steering system from POLO ，and designs an ECU with control strategy to control the motor.Key words ：EHPS ；BLDC motor ；Motor control1引言传统的液压助力转向系统（HPS ）通过汽车发动机带动液压泵以提供转向助力，因此无论驾驶员是否进行转向操作，只要发动机在运转，HPS 都处于工作状态，造成了不必要的能源浪费。
同时，转向助力大小不能随着车速的变化而改变，难以满足汽车低速行驶时的转向轻便感和高速行驶时转向稳定的要求。
电动液压助力转向系统（EHPS ）将传统HPS 中由发动机驱动的液压泵改变成由一个单独的电机驱动，使得转向助力完全脱离发动机的束缚，并且EHPS 所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态，从而控制电机转速以驱动液压泵提供必要的流量，这样不但在一定程度上节省了能源消耗，也保证了驾驶员在不同车速下均能获得良好的转向手感。
早期EHPS 系统大多以直流有刷电机驱动液压泵，随着无刷电机控制技术的发展及应用的普及，目前安装EHPS 系统的微型轿车均采用无刷电机驱动液压泵，例如上海大众POLO 、一汽大众宝莱、北京神龙以及雷克萨斯、皇冠、Chevy Silverado 、GMC Sierra 轻度并联混合动力皮卡等。
对于一些电动车及新能源汽车而言，则大多采用了大功率直流永磁电机驱动[1]。
分析了由TRW 公司提供直流无刷电机和转向盘转速传感器的POLO 车上EHPS 系统的电机工作原理，并设计了该电机的控制器及控制策略，从而对电机的转速进行控制。
2EHPS 直流无刷电机的结构及工作原理对于本系统所用的无刷直流电机，其转子、定子的外观结构，如图1所示。
图1电机结构由图1可见，该电机的转子是外置的，另外电机定子总槽数为12个，转子含7块永磁体，即7对极，根据公式：电角度＝极对数×360°总槽数，或者电角度＝极对数×机械角度，可以计算出该直流无刷电机的电角度为210°，由该电角度可绘制出电机绕组的星形矢量图，如图2所示。
图2绕组星型矢量图210°176114109212583262利用该星形矢量图，并根据四相绕组对称和合成转矩最大的原则来分配各项绕组分别包含哪些槽导体[2]。
假设槽导体编号为1、8、3为A 相，10、5、12为B 相，7、2、9为C 相，4、11、6为D 相。
如图3所示，给出了该直流无刷电机的驱动电路图。
图3直流无刷电机驱动电路图当电机转子位置传感器信号输入至DSP 后，DSP 根据该换相控制字决定A 、B 、C 、D 四相中的某一相为当前所需导通相，并通过输出PWM 斩波信号控制某一功率管开关。
当某一相绕组导通后，电流经12V 电源正端流过绕组，最后流过检测电阻至功率地，其电流方向如图中实线所示。
该电机的四相绕组导通次序按下述方法确定。
首先根据实验观察得到电机的四相绕组反电动势波形图及对应的换相控制字。
其次根据反电动势波形，记录每一相绕组的反电动势达到正峰值时刻的换相控制字。
最后通过程序指令输出PWM 信号以导通该相。
换相控制字与换相的对应关系，如表1所示。
表１换相控制字与换相的对应关系由于该电机绕组的结构为双绕组，实际上，A 相绕组与B 相绕组为主绕组与辅助绕组的关系。
A 相绕组与B 相绕组双股并绕，紧密地耦合在一起[3]。
当A 相主绕组通电结束后，由于磁场蓄能，B 相辅助绕组导通，因A 相主绕组电流衰减，绕组产生反电动势，并在B 相绕组同名端感应相同大小的反电动势。
当该反电动势大于电机电压时，B 相绕组的功率管的保护二极管导通，完成一次续流工作。
电机续流时绕组电流方向如图4所示。
此续流原理同样适用于C 、D 相绕组。
3EHPS 用BLDCM 控制策略在实际EHPS 系统中，电机的转速需要通过中央控制单元接收外来的车速信号及方向盘转向角速度信号，并作出相关处理后经查表后获得。
POLO 车所用转向盘角速度信号来自海拉公司研制的感应式位置传感器，该传感器可在一个简单、紧凑的空间条件下能够实现对线位移和角位移的非接触式测量，该传感器输出频率大致不变，脉宽随转向盘位置变化而变的脉冲信号。
该信号特点为，转向盘角度增加，信号占空比随之增加。
转向盘每转过60°，信号波形就重复变化一次。
由于传感器设计上等因素，信号的占空比的最小值和最大值无法达到0%和100%，并且存在一定的信号上升时间。
将信号引入DSP 的I/O 口以便进行转向角速度计算处理。
为保证车辆在静止或低速行驶及快速操作转向盘时能够得到较大助力，而车辆高速行驶及缓慢操作转向盘时得到较小助力，甚至无助力，本文制定了针对该电机的控制策略，首先通过MATLAB 的internp1函数拟合了一组曲线，如图4所示。
该组曲线是制定控制策略的首要依据。
图中的十一条曲线代表十一种车速范围的电机转速特性曲线。
主要的设计思想为，当转向盘转向角速度传感器无输入信号或输入信号数值很小时（停止模式），电机根据车速信号不同维持在某一恒定转速。
当转速传感器输入信号超过某一数值（助力模式），电机转速则根据目前的车速大小按不同的比例线形增加，直至增加到电机转速的最大值。
从图中可以看出在线形阶段，车速越大，曲线的斜率越小，而车速越小，曲线的斜率反而越大。
这样设计的目的是为了能够保证驾驶员在车辆行驶过程中可以得到较好的转向手感，在车速较低时，能够提供较大的助力，而车速较高时助力减小甚至不提供助力。
其次，对于此控制策略而言，从停止模式过渡到助力模式响应较慢，转向手感仍也有变坏的趋势，因此需要采取相应的对策。
该文献提出，通过设置更高的停止模式下的电机转速可有效解决响应慢的问题。
最后由于每一条曲线代表的是一个车速范围，而不是某一固定车速，这样在软件程序中还需要加入车速滞环环节，否则控制器可能会由于车速信号的小幅变化而在若干条助力特性曲线之间反复切换。
图4控制策略中设计的电机转速特性中断处理可描述为：进入中断后首先立即保护现场，并启动A/D 转换。
其次程序需根据车速传感器信号对当前车速进行判定，并根据转向盘转角速度传感器信号做出相关计算确定转角速度大小，由车速和转向盘转角速度来确定当前电机的目标转速。
当给出电机目标后程序经过电机的转速PI 调节和电流PI 调节控制电机达到该目标转速，并完成电机的换相工作，最后中断退出并恢复现场。
中断处理程序流程，如图5所示。
图5中断处理流程图根据上述原理，初步设计了EHPS 系统控制器，并进行试验。
电机空载实验中，当加载在功率管的PWM 信号占空比为100%换相控制字00011011ON OFF OFF OFFOFF OFF OFF ON各相通断状态A ＤOFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFFＢＣ12V ABCDMOSFET1MOSFET2MOSFET3MOSFET4PWM1PWM2PWM3PWM4ADC1ADC2R1R2CND CND车速由0km/h 渐增至200km/h方向盘转向角速度（°/s ）100200300400500600700电机转速（r /m i n ）5000450040003500300025002000150010005000保护现场启动A/D 车速判定转向角速度信号采集转向角速度计算读表，确定目标转速是否该转速调节转带PI 调节电流PI 调节换相恢复现场退出中断YN时，电机最高转速约为2700r/min，当电机受到外部干扰，例如突加人为的阻力时，能够迅速地恢复到稳定状态。
电机加载液压泵及注入液压油后，根据程序中模拟的不通车速，此时如无转向盘操作，可以测得电机的稳定转速是不同的。
具体转速值，如表2所示。
表中只给出六种车速下电机在无转向盘操作时的稳定转速值。
相比于图4可以看到，在无转向盘操作时，电机转速与期望转速基本相符。
当操作转向盘时，由于实验条件限制，无法实时地得到每一刻转向盘的转向角速度，故本文只给出在某一固定车速下通过DSP的寄存器寄存的若干时刻电机转速值与转向盘转向角速度值的对比，如表3所示。
表中的转向盘转向角速度大小是通过程序计算得到的，该表表示的是车速为0时转向盘转向角速度与电机转速的关系。
由表3可见，当转向盘按超过50的角速度转动时，均无法按设计要求得到相应的电机转速。
此时电机在带载状态下最大转速也无法达到理论上的电机最大转速。
之所以造成这一问题，本文至今仍未得到确切的原因。
当操作转向盘时，可明显感觉到电机转速增加，手力减轻，转向轻便。
根据油压传感器发现转向操作时最高油压可达到5Mpa。
有关该控制器的进一步完善及试验验证有待深入研究。
4结束语本文详细讨论了POLO轿车使用的由TRW公司提供的EH－PS系统中无刷直流电机的工作原理，并根据自行设计的EHPS系统控制器，对EHPS系统执行电机的转速控制策略进行了探讨。